[发明专利]分子设计链霉亲和素标记的结合藻尿胆素的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术中色素蛋白质材料领域，具体涉及一种分子设计的新型链霉亲和素标记的结合藻尿胆素PUB藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质的制备方法。

背景技术

藻胆蛋白(phycobiliprotein)是蓝藻和红藻光合作用捕光复合物的功能组分。根据其吸收光谱和荧光光谱特征，藻胆蛋白可以分为藻红蛋白(phycoerythrin，简称CPE)、藻红蓝蛋白(phycoerythrocyanin，简称PEC)、藻蓝蛋白(phycocyanin，简称CPC)和变藻蓝蛋白(allophycocyanin，简称APC)。CPE、PEC、CPC和APC含α和β亚基，每个亚基中藻胆色素(phycobilin)通过硫醚键与藻胆蛋白脱辅基蛋白(apo-phycobiliprotein)半胱氨酸残基的巯基共价结合，其种类及其与脱辅基蛋白的相互作用决定藻胆蛋白的光谱性质。藻胆色素与脱辅基蛋白共价结合形成特定的构象，使得CPE主要吸收约560nm的可见光，发射约580nm的荧光；PEC吸收约570nm的可见光，发射约630nm的荧光；CPC吸收约620nm的可见光，发射约640nm的荧光；APC吸收约650～660nm的可见光，发射约660～670nm的荧光。CPE结合的辅基色素为藻红胆素(phycoerythrobilin，简称PEB)；PEC的α亚基结合的辅基色素为藻紫胆素(phycoviolobilin，简称PVB)；PEC的beta亚基结合的辅基色素为藻蓝胆素(phycocyanobilin，简称PCB)；CPC和APC结合的辅基色素都为藻蓝胆素PCB。

链霉亲和素可以跟生物素特异结合，通过链霉亲和素-生物素系统，可以实现信号放大作用，提高检测灵敏度。目前链霉亲和素-生物素系统已经广泛应用于生物学检测和医疗检测等领域。目前主要是通过化学交联实现链霉亲和素对目标的标记。

藻红蓝蛋白PEC的α亚基可以通过大肠杆菌基因工程菌来生产(Tooley AJ，Glazer AN.Biosynthesis of the cyanobacterial light-harvesting polypeptide phycoerythrocyanin holo-αsubunitin a heterologous host.J Bacteriol.2002；184(17)：4666～4671)。我们发现，藻红蓝蛋白α亚基裂合/异构酶不仅可以催化PCB异构为PVB后与藻红蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白结合，还能催化藻红胆素PEB异构为PUB后与藻红蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白结合。通过基因工程技术，把链霉亲和素基因和藻红蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白基因拼接后克隆于表达载体，可以在大肠杆菌内表达得到链霉亲和素和藻红蓝蛋白α亚基类脱辅基蛋白的融合蛋白，直接实现链霉亲和素和藻红蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白的连接，而不需要通过化学交联等方法来实现链霉亲和素标记；把藻红蓝蛋白α亚基裂合/异构酶基因、PEB生物酶合成基因克隆于表达载体。利用以上表达载体，通过基因工程菌，可以直接生成链霉亲和素标记的结合PUB的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质。

藻胆蛋白类荧光蛋白质可以应用于食品、化妆品、医药和生物工程领域。藻红蓝蛋白类荧光蛋白质具有优良的荧光性质，通过直接实现链链霉亲和素和藻红蓝蛋白α亚基脱辅基蛋白的连接，可用于生物学检测以及医疗检测领域。本发明为藻红蓝蛋白类色素蛋白质功能材料应用于医药和生物工程领域，特别是检测领域奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备链霉亲和素标记的结合PUB的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质的方法。它是应用藻红蓝蛋白α亚基裂合/异构酶催化藻红胆素(PEB)异构为藻尿胆素(PUB)后与链霉亲和素标记的藻红蓝蛋白α亚基类脱辅基蛋白共价结合，制备链霉亲和素标记的结合PUB的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质。将含有藻红蓝蛋白α亚基裂合/异构酶基因、链霉亲和素基因和藻红蓝蛋白α亚基类脱辅基蛋白基因拼接的基因、藻红胆素生物合成酶基因的表达质粒依次转入宿主菌，得到相应的工程菌，通过这种方法得到的基因工程菌生产链霉亲和素标记的结合PUB的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质。

本发明的目的是提供一种制备链霉亲和素标记的结合PUB的藻红蓝蛋白α亚基类荧光蛋白质的方法，包括以下：